梁子湖沉水植物根际沉积物脱氮微生物多样性及菌群定量研究

发布时间：2019-09-27 23:29

【摘要】：由微生物驱动的氮素循环是湖泊生态系统生物地球化学循环的重要组成部分,对湖泊富营养化具有重要影响。沉水植物是湖泊氮素循环的重要影响因素,其根际对脱氮过程及其相关微生物也产生了显著影响。本研究以梁子湖沉水植物根际沉积物为研究对象,通过变性凝胶电泳技术、克隆文库、定量PCR等分子生态学手段,对淡水湖泊根际沉积物中的脱氮微生物群落结构和丰度进行研究,以揭示湖泊根际沉积物脱氮微生物的群落结构和丰度的动态变化,及其环境因子对脱氮微生物数量的影响。主要研究结果如下:1、梁子湖沉水植物根际沉积物的细菌多样性十分丰富,种群结构复杂,在不同季节不同采样点分离到了27~38条不等的条带。沉水植物根际改变了细菌群落结构组成,提高了根际沉积物中细菌的丰富度和多样性。2、对梁子湖沉水植物根际沉积物的测序分析结果表明,在梁子湖沉积物中检测到的AOB菌属主要是Nitrosospira和Nitrosomonas菌属,并且Nitrosospira占绝对优势地位。AOAamo A基因属于两个分支,水体/沉积物分支和土壤/沉积物分支,梁子湖沉积物中AOA均属于奇古菌门。Candidatus Kuenenia属的厌氧氨氧化菌在梁子湖中占有优势地位,另外本研究还发现一种可能属于Kuenenia属的一个新品种,其生理生化特性以及是否具有anammox活性还有待进一步的研究证实。3、对梁子湖沉水植物根际沉积物中的脱氮菌进行了定量分析。结果表明,沉水植物根际氨氧化古菌(AOA)数量有明显增加的趋势。沉水植物未对根际氨氧化细菌(AOB)、nir K和nir S型反硝化微生物、厌氧氨氧化菌(Anammox)数量产生显著影响,但是不同种类沉水植物间数量有显著差异。梁子湖沉水植物根际沉积物中AOA和AOB、nir K和nir S型反硝化微生物、Anammox菌的丰度都比较高。其中,AOA的数量高于AOB的数量,nir S型反硝化微生物数量高于nir K型反硝化微生物数量。4、统计分析表明,无论冬季还是夏季,AOA与有机质都表现出了显著的正相关性(冬季:r=0.914,P0.05;夏季:r=0.970,P0.01),表明有机质促进了沉水植物沉积物中AOA的生长。在冬季,AOA还与NO3-表现出了显著的正相关关系(r=0.930,p0.05);AOB与氨氮存在显著正相关关系(r=0.955,p0.05),AOB数量主要受氨氮浓度的调控;p H和nir K之间存在显著正相关关系(r=0.933,p0.05),厌氧氨氧化菌与溶解氧表现出了显著的负相关关系(r=-0.934,p0.05)。在夏季,AOA与AOB之间表现出了显著正相关关系(r=0.893,p0.05),AOA与AOB之间可能存在协同作用;AOA与NH4+之间存在极显著的正相关关系(r=0.986,p0.01);nir S与溶解氧之间存在显著负相关关系(r=-0.930*,p0.05)。
【图文】：

技术路线图

冬季各采样点布设Fig.2.1Locationofsamplingsitesinwinter
【学位授予单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X17;X524

【参考文献】

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本文编号：2542961